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パルス回数を時間情報に変換する機構の解明

公募研究

研究領域脳構築における発生時計と場の連携
研究課題/領域番号 17H05770
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関徳島大学

研究代表者

堀川 一樹  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 教授 (70420247)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2018年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード自己組織化 / 生物物理 / cAMP / 生物
研究実績の概要

本研究では周期的なcAMP信号により発生時間が支配される社会性アメーバを材料に、パルス回数を絶対的な発生時間に変換する機構を解明する。特に、細胞がパルス信号情報のうち回数などのデジタル情報だけを利用しているのか、それとも量的に変化するパルスのアナログ情報を利用しているのか区別するため、cAMP パルス依存的に転写誘導される遺伝子群に注目しそのプロモーター解析を行った。社会性アメーバのcAMP 信号伝達過程では転写因子GtaCタンパク質やそのリン酸化が標的遺伝子の周期的な転写を制御する。ゲノムワイドなChip解析から、Zn Finger タンパク質であるGtaC はAGATnT をコンセンサス配列として結合すること、さらに各標的遺伝子にその数や配列の多様性があることが報告されている。そこで本研究では代表的なパルス応答性遺伝子として接着分子CsaA の転写調節領域を決定し、詳細な機能解析を行った。その結果、変異型を含むAGATnT 様配列を16 個もつ1.6kb の上流領域がCsaA 遺伝子の転写制御に必要十分であることを見出した。ここで、パルス応答性を最大化することを期待して、全てのGtaC 結合候補部位をコンセンサス配列に置換したところ、パルス応答性が顕著に低下するという意外な結果が得られた。様々な変異配列を用いた解析を行っており、GtaC の結合サイトへの変異やサイトの数が、濃度の異なるcAMP パルスを区別している可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] ardiomyocytes cultured on mechanically compliant substrates, but not on conventional culture devices, exhibit prominent mitochondrial dysfunction due to reactive oxygen species and insulin resistance under high glucose2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Morishima, Kazuki Horikawa, Makoto Funaki
    • 雑誌名

      PLOS One

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Red fluorescent cAMP indicator with increased affinity and expanded dynamic range2018

    • 著者名/発表者名
      Ohta Yusaku、Furuta Toshiaki、Nagai Takeharu、Horikawa Kazuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-018-20251-1

    • NAID

      120006535055

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Red fluorescent cAMP indicator with increased affinity and expanded dynamic range2018

    • 著者名/発表者名
      堀川 一樹
    • 学会等名
      第18回タンパク質科学会 年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of the rhythm in biological self-organization2018

    • 著者名/発表者名
      堀川 一樹
    • 学会等名
      International Young Scientists Workshop on Neural Development and Stem Cells 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 1分子から個体レベルまでの多階層バイオイメージング2017

    • 著者名/発表者名
      堀川 一樹
    • 学会等名
      日本学術会議 公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞集団に螺旋信号波をもたらす臨界現象2017

    • 著者名/発表者名
      堀川 一樹
    • 学会等名
      日本生物物理学会第55回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 階層横断的イメージングで明らかになったシグナル伝達動態の自発的対称性破れ機構2017

    • 著者名/発表者名
      堀川 一樹
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 実験医学 2017年12月号2017

    • 著者名/発表者名
      永井健治、 堀川一樹、太田裕作、向井あすか、新井由之
    • 総ページ数
      137
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758125024
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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